Для выполнения задания был выбран белок белок 3L1L - аргинин/агматин антипортер Escherichia coli и 2HDF - рецептор колицина I из того же организма (Escherichia coli)
Они были найдены в базе данных OPM (Orientation of Proteins in the Membrane), которая содержит предсказания о положени белков относительно мембраны.
В таблице ниже приведены описания белка, а также изображения его расположения по отношению к мембране. Красным цветом показана внешняя часть мембраны, а синим - внутренняя.
| Белок | 3L1L (цепь A) | 2HDF |
|---|---|---|
| Название | Arginine/agmatine transporter (AdiC) | Colicin I receptor |
| Классификация | Тип: 1. Трансмембранный; Класс: 1.1. Альфа-спиральный политопный; Суперсемейство: 1.1.026. APC (Amino acid-Polyamine-organoCation); Семейство: 1.1.26.05. APC (Amino acid-Polyamine-organoCation) | Тип: 1. Трансмембранный ;Класс: 1.3. Бета-бочонковый трансмембранный;Суперсемейство: 1.3.020. Лиганд-зависимые белковые каналы (n=22,S=24);Семейство: 1.3.20.01. Рецепторы внешней мембраны |
| Толщина гиброфобной части мембраны | 28.8 ± 1.4 Å | 23.4 ± 0.9 Å |
| Трансмембранные спирали/β-тяжи (a.o.) | 1(13-24),2(43-61),3(87-112),4(125-142),5(144-171),6(195-207),7(227-247),8(278-301),9(324-340),10(353-370),11(389-404),12(408-426) | 1(164-173),2(184-192),3(199-208),4(235-243),5(250-258),6(275-283),7(288-296),8(315-323),9(330-338),10(362-371),11(376-384),12(395-403),13(408-415),14(455-463),15(471-477),16(531-538),17(543-550),18(573-579),19(587-593),20(615-624),21(627-634),22(655-662) |
| Среднее количество остатков в одной спирали | 19 | 7 |
| Мембрана | Внутренняя мембрана Грам-отрицательной бактерии | Внешняя мембрана Грам-отрицательной бактерии |
| Изображение | |
|
В данном задании было необходимо оценить корректность работы сервисов TMHMM и Phobius, предназанченнных для предсказания трансмембранных участков белков. Для этого оба сервиса были запущены для белка 3L1L (цепь A), и полученные результаты были сохранены в текстовом и графическом видах.
На рисунках ниже представлена выдача программы Phobius. Рассмотрим для начала текстовый формат. В нем установлена следующая система обозначений: TMhelix - трансмембранная часть белка, inside - часть белка, обращенная в цитоплазму, outside - часть белка, обращенная наружу.
Графическое представление отражает вероятности того, что та или иная часть белка находится в определенном взаимоотношении с мембраной. На оси Y отображены соответсвующие вероятности, а на оси Х - аминокислотные остатки белка. Красным цветом показаны предполагаемые трансмембранные части, розовым - части, обращеннные наружу, синим - части, обращенные внутрь.
Для нашего белка TMHMM предсказал 12 трансмембранных частей, 7 наружних и 7 внутренних. На деле же трансмембранных тоже 12, однако предсказанные координаты спиралей нередко отличаются на 2-5 а.о.
Рассмотрим теперь выдачу Phobius. В тестовом формате заданы следующие обозначения: TRANSMEM - трансмембранная часть, CYTOPLASMIC - часть белка, обращенная в цитоплазму, NON CYTOPLASMIC - часть белка, обращенная наружу. В графическом формате все аналогично предыдущей программе с некоторым изменением цветовой схемы: серый - трансмембранная часть белка, зеленый - цитоплазматическая, синий - наружняя.
Как и TMHMM, Phobius предсказал 12 трансмембранных спиралей. Предсказанные спирали имееют координаты тоже с погрешностью 2-5 а.о.
Выдача программы Phobius для белка 3L1L
В следующем задании было необходимо найти описания исследуемых белков в базе данных TCBD (Transporter Classification Database). Эта база предоставляет детальную классификацию мембранных транспортных белков, объединяя как функциональные, так и филогенетические данные. В ней представлена информация для более чем 600 семейств транспортных белков. Транспортные системы классифицируются на основе 5 критериев, каждому из которых соответсвует один из 5 символов TC-кода.
В норме TC-код состоит из 5 компонентов: V.W.X.Y.Z. V (число) указывает на класс транспортера (например канал, первичный активный транспортер и т. п.), W (буква) указывает на подкласс, X (число) - на семейство, Y (число) - на подсемейство, а Z соответсвует собственно транспортеру со специфическими субстратами.
2HDF имеет следующий TC-код: 1.B.14.1.4.
Расшифровка:
3L1L имеет следующий TC-код: 2.A.3.2.5
Расшифровка:
Названия подсемейств не указаны